Содержание отчета по работе

Отчет по работе должен содержать следующие разделы:

1. Цель работы.

2. Теоретические положения.

В разделе должна быть отражена сущность явлений поляризации диэлектриков, диэлектрических потерь, а так же их зависимость от различных факторов.

3. Практическая часть.

Раздел должен содержать схему установки для определения емкости и ,результаты расчетов в виде таблиц и графиков, выводы.

Контрольные вопросы к работе №6

1. Что такое поляризация диэлектриков и как ее можно оценить?

2. Как определяется диэлектрическая проницаемость твердых и жидких диэлектриков?

3. Что такое угол диэлектрических потерь?

4. Как зависит иразличных диэлектриков от частоты приложенного напряжения?

5. Что такое удельные потери мощности в диэлектрике?

Библиографический список работе №6

1. Колесов С.Н. Материалолведение и технология конструкционных материалов: Учеб. для вузов – М.: Высш. Шк., 2004.519 с.

2. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М., Электротехнические материалы. М.: Энергия, 1977.

3. Пасынков В.В., Тареева Б.М. Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Корицкого Ю.В., М.: Энергоатомиздат. 1987. Т2, стр.413-421.

4. Справочник по электротехническим материалам. М.: Энергоатом-издат, 1987.Т.2, стр.374-386.

7. МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Цель работы:

Изучить магнитные свойства технически чистого железа и листовой электротехнической стали до и после пластической деформации.

Основные теоретические положения

В зависимости от магнитных свойств вещества подразделяются на диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики, антиферромагнетики и ферримагнетики.

Количественную оценку магнитных свойств вещества принято давать по его магнитной восприимчивости , которая представляет собой коэффициент пропорциональности между напряженностьюН приложенного внешнего магнитного поля и намагниченностью М, т.е.

Магнитные свойства материалов в общем случае определяются совокупностью ряда физических явлений: движением электронов по орбитам вокруг ядра (при этом создается орбитальный магнитный момент); свойствами электронов (вращение вокруг собственной оси), которые связаны с созданием спинового магнитного момента; строением электронных оболочек и др.

В качестве магнитных материалов, имеющих большое значение в современной технике, применяются ферромагнитные вещества.

Явление ферромагнетизма связано с образованием внутри магнитных материалов ниже определенной температуры (точки Кюри) областей – доменов, в которых магнитные моменты ориентированы параллельно друг другу и одинаково направлены (рис. 7. 1, б). Таким образом, характерным для ферромагнитного состояния вещества является наличие в нем самопроизвольной (спонтанной) намагниченности без приложения внешнего магнитного поля, т.е. результирующие магнитные моменты каждого из доменов отличны от нуля.

При воздействии внешнего поля магнитные моменты доменов приобретают преимущественное направление этого поля, и ферромагнитное вещество намагничивается.

Ферромагнитные вещества характеризуются большим значением магнитной восприимчивости (>>1), ее нелинейной зависимостью от напряженного поля и температуры, способностью намагничиваться до насыщения при обычных температурах даже в слабых полях, точкой Кюри (температурой, выше которой материал теряет ферромагнитные свойства).

Если медленно производить намагничивание ферромагнетика во внешнем магнитном поле, а затем, начиная с какой-либо точки основной кривой намагничивания, начать уменьшать напряженность поля, то индукция будет также уменьшаться, но не по основной кривой, а с отставанием, вследствие явления гистерезиса. При увеличении поля противоположного направления образец может быть размагничен, перемагничен и при новой перемене направления магнитного поля индукция снова может вернуться в исходную точку, характеризовавшую намагничивание образца, т.е. будет описана кривая, представляющая собой петлю гистерезисного цикла перемагничивания (рис. 7. 2). В зависимости от различных значений напряженности внешнего магнитного поля можно построить семейство петель гистерезиса.

Рассмотрим предельную петлю магнитного гистерезиса, которая представляет собой кривую изменения магнитной индукции при изменении внешнего магнитного поля от дои обратно. Примагнитная индукцияВ принимает значение индукции насыщения . При Н = 0 индукция В не будет равна 0. Эта индукция называется остаточной и обозначается . Для достижения полного размагничивания образца к нему необходимо приложить поле определенной напряженности и

противоположное по знаку. Напряженность такого поля называют коэрцитивной (задерживающей) силой .

Наиболее общим принципом классификации магнитных материалов является их деление на магнитомягкие и магнитотвердые. Первые обладают высокой магнитной проницаемостью, небольшой коэрцитивной силой и малыми потерями на гистерезис. Вторые - сравнительно малой магнитной проницаемостью, большой коэрцитивной силой и высокой магнитной энергией.

К ферромагнетикам относятся три переходных металла (железо, кобальт, никель), имеющие недостроенную 3d-электронную оболочку, и сплавы на их основе; шесть редкоземельных металлических элементов (гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий и тулий), имеющие недостроенную 4f – электронную оболочку; сплавы системы Mn-Cu-Al (сплавы Гейслера) и соединения MnSb, MnBi и др., в которых атомы марганца находятся на расстояниях, больших, чем в решетке кристалла чистого марганца.

Характеристика магнитомягких материалов. Технически чистое железо содержит не более 0,04% углерода. Оно обладает высокими магнитной проницаемостью и индукцией насыщения и низкой коэрцитивной силой. Из-за малого удельного электрического сопротивления железо обладает повышенными потерями на вихревые токи и находит применение только в устройствах постоянного тока. Технически чистое железо в виде электролитического железа, железа Армко и карбонильного железа. Все виды деформаций технически чистого железа снижают его магнитные свойства. Для получения оптимальных магнитных свойств после механической обработки проводят термическую обработку – отжиг (нагрев без доступа воздуха при 900-1200° С в течение 3-6 ч и медленное охлаждение вместе с печью до 600° С).

Нелегированная электротехническая сталь по магнитным свойствам приближается к технически чистому железу и содержит в своем составе до 0,3 % кремния.

Тонколистовая электротехническая легированная сталь представляет собой сплавы железа, содержащие от 0,8 до 5% Si. Легирование кремнием резко повышает удельное электрическое сопротивление, снижая потери на вихревые токи, увеличивает магнитную проницаемость, уменьшает коэрцитивную силу и потери на гистерезис. Электротехническая сталь очень чувствительна к деформациям. Наклеп, возникающий при изготовлении деталей, ухудшает ее магнитные свойства и поэтому после наклепа проводят отжиг в неокислительной среде при 750-800°С.

По объему применения электротехнические стали занимают первое место среди всех магнитомягких ферромагнитных материалов и используются в магнитных цепях электрических машин, приборов, работающих на постоянном и переменном токах на частотах до 400-500 Гц.